Kunststoffe sind ein wichtiger Bestandteil der modernen Fertigungsindustrie, da sie leicht zu finden und günstig sind und sich gut mit gängigen Fertigungsmethoden wie z. B. kombinieren lassen Spritzgießen, 3D Druckund CNC-Bearbeitung. Im Gegensatz zum Spritzgießen CNC-Bearbeitung ist ein subtraktiver Herstellungsprozess, bei dem rotierende Werkzeuge und Bohrer verwendet werden, um Kunststoffteile zu formen, indem Material von einem festen Block abgetragen wird.
Die CNC-Bearbeitung ist für die Herstellung von Kunststoffteilen präziser und mit einer breiteren Palette von Kunststoffen kompatibel als viele andere Fertigungsmethoden, was sie zu einer beliebten Wahl für Produktteams macht. Derzeit werden 11 häufig verwendet Plastik Materialien für die CNC-Bearbeitung.
ABS-Kunststoff
ABS ist eine beliebte Technik thermoplastischem das für seine Schlagfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Bearbeitbarkeit bekannt ist. Aufgrund seiner hervorragenden Isolationseigenschaften eignet es sich ideal für elektrische Anwendungen und behält seine mechanische Stabilität im Laufe der Zeit. Aufgrund seines geringen Gewichts, seiner Erschwinglichkeit und einfachen Verfügbarkeit wird ABS häufig für das Rapid Prototyping sowie für Elektronikgehäuse, Tastaturkappen und Armaturenbrettkomponenten von Autos verwendet.
Trotz seiner Festigkeit ist ABS jedoch anfällig für Verschleiß durch bestimmte Lösungsmittel, Fette und Alkohole. Darüber hinaus können unbehandelte normale ABS-Typen leicht Feuer fangen und auch nach dem Entfernen der Flamme weiter brennen, sofern sie nicht mit Hitzestabilisatoren modifiziert wurden.
Benefits
ABS ist eine ausgezeichnete Wahl für allgemeines Prototyping, vorgeformte Prototypen, Teile, die Stößen ausgesetzt sind und Festigkeit erfordern, oder wenn niedrige Kosten erwünscht sind.
Nachteile
ABS weist eine geringe Abrieb- oder Chemikalienbeständigkeit auf und schmilzt in Aceton. Es gilt nicht als besonders starkes Kunststoffmaterial. Darüber hinaus werden große ABS-Teile aufgrund strengerer Umweltauflagen an der Westküste der USA nur im Mittleren Westen und an der Ostküste hergestellt. Folglich kann der Versand von Lagerbeständen mit einer Dicke von mehr als XNUMX cm bis zu einer Woche dauern, was zu einer längeren Produktionszeit für große ABS-Teile führt.
Nylon
Polyamid (PA), auch Nylon genannt, ist eine vielfältige Reihe technischer Thermoplaste mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, einschließlich hoher Schlagfestigkeit, Abrieb- und Chemikalienbeständigkeit sowie geringer Reibung.
Unter den verschiedenen Nylonarten sticht Nylon 66 aufgrund seiner außergewöhnlichen Festigkeit und Haltbarkeit als ideale Wahl für die CNC-Bearbeitung hervor und eignet sich daher für verschiedene Anwendungen in der Automobil- und Medizinindustrie. Dieser Kunststoff weist eine bemerkenswerte Leistung auf, widersteht Verschleiß und widersteht Schäden durch Öl und Kraftstoff. Allerdings weist Nylon 66 eine geringe Dimensionsstabilität auf, wenn es Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und neigt dazu, Feuchtigkeit leicht aufzunehmen. Es ist auch anfällig für die Wirkung starker Mineralsäuren.
Benefits
Nylon verfügt über eine hohe Festigkeit und Steifigkeit, die es über einen weiten Temperaturbereich beibehält, eine gute elektrische Isolierung sowie eine gute Chemikalien- und Verschleißbeständigkeit. Nylon 6/6 ist eine gute Wahl für Anwendungen, bei denen starke, langlebige Teile zu einem günstigen Preis benötigt werden.
Wenn starke und langlebige Teile zu angemessenen Kosten benötigt werden, ist Nylon 6/6 eine hervorragende Option. Mittlerweile ist glasfaserverstärktes Nylon ein Material, das sich durch seine Steifigkeit, Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Dimensionsstabilität auszeichnet.
Nachteile
Nylon 66 neigt dazu, Feuchtigkeit aufzunehmen, was zu Schwellungen und einer Verschlechterung der Maßhaltigkeit führen kann. Darüber hinaus kann es bei einem erheblichen asymmetrischen Materialabtrag während der Bearbeitung dazu kommen, dass sich das Material aufgrund der ihm innewohnenden inneren Spannungen verzieht.
Acryl
Acryl, auch PMMA (Polymethylmethacrylat) genannt, ist eine Kunststoffart, die allgemein unter Handelsnamen wie Plexiglas oder Lucite bekannt ist. Es ist ein äußerst haltbarer und transparenter Thermoplast mit guter Schlagfestigkeit und Kratzfestigkeit. Darüber hinaus lässt es sich leicht mit Acrylzement verkleben. Diese Eigenschaften machen Acryl zu einer beliebten Wahl für eine Vielzahl von Anwendungen, beispielsweise für Fenster, Vitrinen, Schilder, Aquarien und viele andere Verbraucher- und Industrieprodukte.
Benefits
Acryl ist ideal für Anwendungen, die optische Transparenz oder Transluzenz erfordern. Es kann auch als günstigere, aber weniger haltbare Alternative zu Polycarbonat verwendet werden. Aufgrund seiner Kratzfestigkeit eignet es sich auch für den Einsatz in Bereichen mit leicht abrasiven Umgebungen.
Nachteile
Acryl ist ein spröder Kunststoff und es besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit, dass es reißt oder splittert, anstatt sich wie duktile Materialien zu dehnen. Daher sollte die Wandstärke von Acrylbauteilen berücksichtigt werden, da dünnere Wände spröder sind.
Bearbeitete Oberflächen auf Acrylteilen verlieren ihre Transparenz und werden matt und durchscheinend. Um die Transparenz aufrechtzuerhalten, ist es normalerweise am besten, das Acryl in der Originalstärke zu belassen. Wenn eine bearbeitete Oberfläche Transparenz erfordert, kann diese nach der Bearbeitung als zusätzlicher Nachbearbeitungsschritt poliert werden.
Delrin/POM
Delrin, auch bekannt als POM (Polyoxymethylen), ist ein gut bearbeitbarer Kunststoff, der häufig in der CNC-Bearbeitung verwendet wird. Es ist bekannt für seine außergewöhnliche Festigkeit, Steifigkeit und Beständigkeit gegen Hitze, Verschleiß, Wetter, Chemikalien und Kraftstoffe.
Delrin 570 und 150 sind aufgrund ihrer hervorragenden Dimensionsstabilität die beliebtesten POM-Typen für die CNC-Bearbeitung und eignen sich daher ideal für die Herstellung präziser Teile mit engen Toleranzen. Allerdings weist POM eine geringe Säurebeständigkeit auf und kann schwierig zu verkleben sein. Es findet Anwendung in Sicherheitsgurtkomponenten, elektronischen Zigaretten, Insulinpens und Wasserzählern.
Benefits
Delrin/POM ist ein zuverlässiger und langlebiger Kunststoff, der für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe Steifigkeit und enge Toleranzen erfordern oder bei denen viel Reibung auftritt. Aufgrund seiner hervorragenden Schlagfestigkeit, Chemikalien-, Feuchtigkeits- und Ermüdungsbeständigkeit wird es seit Jahrzehnten auf kommerziellen Märkten eingesetzt. Darüber hinaus ist es einer der am besten bearbeitbaren Kunststoffe, was die CNC-Bearbeitung erleichtert.
Aufgrund seiner hohen Steifigkeit und Steifigkeit ist Delrin/POM eine optimale Wahl für die CNC-Kunststoffbearbeitung von Teilen, die enge Toleranzen und Maßgenauigkeit erfordern.
Nachteile
Trotz der wünschenswerten Eigenschaften von Delrin/POM, wie einer rutschigen, verschleißfesten Oberfläche und einer hervorragenden Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Chemikalien und Ermüdung, gibt es einige Nachteile, die man beachten sollte. Eine der größten Herausforderungen bei der Arbeit mit Delrin sind seine schlechten Klebeeigenschaften, die das Kleben erschweren.
Darüber hinaus neigt Delrin/POM in Bereichen mit dünnen Wänden oder ungleichmäßigem Materialabtrag aufgrund inhärenter innerer Spannungen zu Verformungen. Eine Überhitzung von Delrin/POM über die maximale Temperaturgrenze hinaus kann ebenfalls zu gefährlichen Ausgasungen führen.
Polycarbonat
Polycarbonat, auch PC genannt, ist ein äußerst haltbarer und transparenter Thermoplast. Es ist eines der am häufigsten verwendeten Materialien für die CNC-Bearbeitung und wird auch weltweit in großem Umfang recycelt. PC hat eine natürliche, transparente, milchig-blaue Farbe, ist aber auch in Schwarz im Handel erhältlich. Sowohl schwarzes als auch milchig-blaues Polycarbonat haben eine glänzende Oberfläche. Die häufigste Verwendung ist wahrscheinlich CD oder VCD.
Benefits
Polycarbonat ist ein äußerst schlagfester und steifer Kunststoff, der seine Funktionalität über einen weiten Temperaturbereich hinweg beibehält. Es besitzt eine optische Halbtransparenz, kann aber bei Bedarf für vollständige Deckkraft schwarz eingefärbt werden. Polycarbonat eignet sich besonders für Situationen, in denen ein langlebiger oder robuster Kunststoff erforderlich ist oder optische Klarheit erforderlich ist, weshalb es zu den am häufigsten verwendeten und recycelten Kunststoffen gehört.
Polycarbonat wird häufig Glas vorgezogen, da es aufgrund seiner höheren Zähigkeit 250-mal schlagfester als Acryl ist.
Nachteile
Polycarbonat ist kratzempfindlich und weist in reiner Form keine gute Verschleißfestigkeit auf. Als Nachbearbeitungsschritt können jedoch Kratzschutzbeschichtungen und Dampfpolieren eingesetzt werden, um die Verschleißfestigkeit oder die optische Klarheit zu erhöhen. Es ist erwähnenswert, dass Polycarbonat in Größen mit einer Dicke von mehr als XNUMX cm nicht leicht erhältlich ist, was die Größe der herstellbaren Polycarbonatteile begrenzt.
HDPE
HDPE steht für High-Density Polyethylene und ist ein Thermoplast, der häufig für Plastiktüten, Flaschen, Rohre und andere Kunststoffbehälter verwendet wird. Auch bei der CNC-Bearbeitung kommt es sehr häufig vor. HDPE besitzt aufgrund seiner kristallinen Struktur ein natürlich undurchsichtiges Aussehen, oft mit einer wachsartigen Oberfläche. Es ist jedoch auch in einer handelsüblichen schwarz eingefärbten Ausführung erhältlich. Es handelt sich um einen leichten und langlebigen Kunststoff mit hervorragender chemischer Beständigkeit und elektrischen Isolationseigenschaften.
Benefits
Obwohl es irreführend sein mag, hat HDPE unter den Kunststoffen für die CNC-Bearbeitung die niedrigste Dichte. Dennoch zeichnet es sich durch eine hervorragende chemische Beständigkeit, elektrische Isolierung und eine glatte Oberfläche aus. Sein niedriger Reibungskoeffizient, seine hohe Temperaturbeständigkeit und seine Fähigkeit, niedrigen Temperaturen standzuhalten, machen es zu einer langlebigen und kostengünstigen Option für CNC-bearbeitete Kunststoffteile.
Nachteile
Der Hauptnachteil von HDPE ist seine geringe Festigkeit, insbesondere wenn es Zug und Biegung ausgesetzt ist. Dadurch ist es anfällig für Spannungsrisse.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Kunststoff aufgrund seines breiten Spektrums an mechanischen und physikalischen Eigenschaften ein vielseitiges und beliebtes Material für die CNC-Bearbeitung ist. Verschiedene Kunststoffarten wie Delrin/POM, Polycarbonat und HDPE bieten je nach beabsichtigter Anwendung einzigartige Vor- und Nachteile. Kunststoffteile können genauso genau und präzise sein wie ihre Gegenstücke aus Metall, und mit den richtigen Nachbearbeitungstechniken können sie auch eine hervorragende Oberflächengüte und optische Klarheit aufweisen.
Designer und Ingenieure sollten die Eigenschaften jedes Kunststoffmaterials sorgfältig abwägen und das für ihr Projekt am besten geeignete auswählen. Mit der richtigen Wahl des Kunststoffs und den richtigen Bearbeitungstechniken können Kunststoffteile die Anforderungen einer Vielzahl von Branchen und Anwendungen erfüllen oder sogar übertreffen.
